공학물리학및실험2 전자의 e/m 측정 실험레포트(A+)-2017

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의 및 건의사항

본문내용

실험2. 자기장에 의한 전자의 운동
전자의 이동 방향과 자기장의 방향의 수직이 아닐 때, 전자의 운동을 관찰했다. 분석한 결과는 다음과 같다.
현상
진공관을 회전하지 않았을 때는 전자빔은 왼쪽 사진처럼 원의 형태를 띤다. 또한 진공관을 회전했을 때에는 전자빔은 오른쪽 사진처럼 나선형 원모양을 띠게 된다.
분석
진공관이 회전하지 않았을 때에는 전자의 이동 방향과 자기장의 방향이 수직이다. 이동 속력은 일정하므로 전자는 등속 원운동을 하게 되어 왼쪽 사진과 같은 모습을 보이게 된다. 진공관을 회전시키면 전자의 이동 방향과 자기장의 방향이 수직이 아니게 된다. 이 경우 입자는 자기장과 평행한 방향으로 등속도 운동을 하고 자기장과 수직인 방향으로는 등속 원운동을 하게 된다. 두 운동이 합쳐져 전자빔은 오른쪽 사진과 같이 나선 운동을 하게 된다.

실험 3. 전기장에 의한 전자의 운동
편향판(deflection plates)을 사용하여, 전기장에 의한 전자의 운동을 관찰했다. 결과는 다음과 같다.
분석
전기장에 따른 전자빔의 모습은 사진으로 확인했다. 전기장 가하지 않았을 때에는 직선으로 전자빔이 나갔지만 전기장을 걸어주었을 때 위 또는 아래로 휘어졌다. (+)극이 윗면일 때는 전자빔이 위쪽으로 휘었고, 아랫면에 있을 때에는 전자빔도 아래로 휘었다. 전기장을 걸어주었을 때 휘어지는 것을 보면 당시의 전자는 전하를 가질 것이며, (+)극으로 휘어지는 것을 보아 음전하를 띈다는 것을 실험을 통해 알 수 있다.

6. 결과 분석

실험 1. 은 서로 다른 전압과 전류에서의 생성된 전자빔이 자기장내에서의 원운동을 할 때, 그 원의 반지름을 구한 후 이 값들을 이용해 전자의 e/m을 구해내는 실험이다. 실험을 통해 인가된 전압이 증가하면 전자빔 원의 반경이 증가함을, 전류가 증가하면 감소함을 확인할 수 있었으며, 전류와 전압이 바뀌어도 e/m의 값은 일정함을 확인했다.

참고자료

· 실험 매뉴얼 (e/m Measurement)
· YoungandFreedman,"University Physics",14thEdition
· http://www.a24s.com/data/jeongbotongsinhakseub/junja/junja_1/ee_fig1-17.gif